JP6443410B2 - 3D modeling system and 3D modeling method - Google Patents
3D modeling system and 3D modeling method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6443410B2 JP6443410B2 JP2016157955A JP2016157955A JP6443410B2 JP 6443410 B2 JP6443410 B2 JP 6443410B2 JP 2016157955 A JP2016157955 A JP 2016157955A JP 2016157955 A JP2016157955 A JP 2016157955A JP 6443410 B2 JP6443410 B2 JP 6443410B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- modeling
- recoater
- granular material
- discharge
- sand
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 40
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 29
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 29
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 21
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 96
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 94
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 30
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 20
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/205—Means for applying layers
- B29C64/214—Doctor blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
- B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/205—Means for applying layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/255—Enclosures for the building material, e.g. powder containers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/165—Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
本発明は、粒状材料を積層固化することにより造形物を形成する三次元造形システムおよび三次元造形方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional modeling system and a three-dimensional modeling method for forming a modeled object by laminating and solidifying granular materials.
近年の立体物の造形においては、三次元の物体を層状積層物の積み重ねられた構造とすることにより、その造形作業を自動的に行う三次元造形システムが普及しつつある。例えば、特許文献1には、粒状材料の砂を造形テーブル上に広げて、造形する砂型の立体形状の横断面形状に対応する一部領域の砂をバインダにより固化して積層する作業を繰り返すことにより、所望の砂型(造形物)を積層物として造形する三次元造形システムが記載されている。 In recent three-dimensional modeling, a three-dimensional modeling system that automatically performs a modeling operation by making a three-dimensional object a structure in which layered laminates are stacked is becoming widespread. For example, in Patent Document 1, the sand of a granular material is spread on a modeling table, and a part of the sand corresponding to the three-dimensional cross-sectional shape of the sand mold to be modeled is solidified with a binder and laminated. Describes a three-dimensional modeling system that models a desired sand mold (modeled object) as a laminate.
しかしながら、このような三次元造形システムにあっては、造形する砂型の大きさに関係なく、言い換えると、造形物の横断面形状の大小に関係なく、造形テーブル上の最大面積の砂を積層している。 However, in such a three-dimensional modeling system, the sand of the maximum area on the modeling table is laminated regardless of the size of the sand mold to be modeled, in other words, regardless of the size of the cross-sectional shape of the modeled object. ing.
このことから、図5に示すように、小さな造形物Pを造形する場合でも、造形テーブル12上の最大面積の範囲内にリコータ22から繰り返し造形砂Sを吐出して広げる作業工程を実行している。このため、その造形作業後には造形物Pを構成する造形砂Sp以外の大量の不必要な造形砂Sdを取り除いて回収する作業も必要となる。
Therefore, as shown in FIG. 5, even when modeling a small model P, a work process is performed in which the modeling sand S is repeatedly discharged and expanded from the
このように、小さな造形物Pであるのにも拘わらずに、大型の造形物を作製可能な大量の造形砂Sを積層して一部を固化した後に、大量に残る造形砂Sdを回収するのでは、作業負荷が大きく時間も掛かってしまう、という問題があった。 As described above, a large amount of the modeling sand Sd that is capable of producing a large-sized modeling object despite being a small modeling object P is laminated and partially solidified, and then a large amount of the modeling sand Sd is recovered. Then, there was a problem that the work load was large and took time.
そこで、本発明は、造形物の大きさに応じた量の粒状材料を用いる造形作業とすることにより、造形物の大きさに見合った作業負荷で造形物を造形することのできる三次元造形システムを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention is a three-dimensional modeling system capable of modeling a modeled object with a work load corresponding to the size of the modeled object by using a modeling work using an amount of granular material according to the size of the modeled object. The purpose is to provide.
上記課題を解決する三次元造形システムの発明の一態様は、造形テーブルの上面上に層状に重ねる粒状材料の一部の領域を固化して積層することにより、造形物を形成する三次元造形システムであって、前記造形テーブルの上面上に長尺形状の吐出口から前記粒状材料を吐出して層状に重ねるリコータと、前記リコータを前記吐出口の長手方向と交差して前記造形テーブルの上面に平行な平面方向に往復移動させる移動機構と、前記造形テーブルの上面上に層状に重ねられる前記粒状材料の当該造形テーブルの上面の平面方向における一部領域を固化させる固化装置と、前記リコータの前記吐出口の長手方向の1箇所以上で開口の一部を閉じて前記粒状材料の吐出範囲を制限する取り外し可能な栓部材と、を備えている。 One aspect of the invention of a three-dimensional modeling system that solves the above problems is a three-dimensional modeling system that forms a modeled object by solidifying and laminating a part of the granular material layered on the upper surface of the modeling table. A recoater that discharges the granular material from a long discharge port on the upper surface of the modeling table and overlaps the recoater with the longitudinal direction of the discharge port on the upper surface of the modeling table. A moving mechanism that reciprocates in a parallel plane direction; a solidification device that solidifies a partial region in the plane direction of the upper surface of the modeling table of the granular material layered on the upper surface of the modeling table; and the recoater A removable plug member that closes a part of the opening at one or more locations in the longitudinal direction of the discharge port to limit the discharge range of the granular material.
このように本発明の一態様によれば、造形テーブルの上面上に粒状材料を吐出して積層するリコータの吐出口の1箇所以上に一部開口を閉じる栓部材をセットするだけで、固化装置により固化される粒状材料の固化領域程度までに造形砂の吐出範囲を制限することができる。すなわち、粒状材料の固化領域の形成を妨げない範囲に、言い換えると、造形物の積層造形に必要な横断面形状に対応する領域をカバーする範囲に粒状材料を吐出して積層する一方で、その範囲以外への粒状材料の吐出を制限することができる。 As described above, according to one aspect of the present invention, the solidification device can be obtained by simply setting a plug member that partially closes the opening at one or more of the discharge ports of the recoater that discharges and laminates the granular material on the upper surface of the modeling table. The discharge range of the modeling sand can be limited to the extent of the solidified region of the granular material solidified. That is, while discharging and laminating the granular material in a range that does not hinder the formation of the solidified region of the granular material, in other words, in a range that covers the region corresponding to the cross-sectional shape necessary for the layered modeling of the modeled object, Discharge of the granular material outside the range can be limited.
したがって、造形物(積層物)の横断面形状に対応する領域に必要十分な粒状材料を吐出して積層固化する造形作業を繰り返すことができ、不必要に大量の粒状材料を吐出することを回避しつつ、造形物を造形することができる。 Therefore, it is possible to repeat the modeling work of discharging and solidifying the necessary and sufficient granular material to the area corresponding to the cross-sectional shape of the molded object (laminated object), avoiding unnecessary discharge of a large amount of granular material. However, a model can be modeled.
この結果、造形物の大きさに応じた粒状材料を用いる造形作業を実現することができ、造形物の大きさに応じた作業負荷に軽減して、その大きさに見合った時間で造形物を造形可能な三次元造形システムを提供することができる。 As a result, it is possible to realize a modeling work using a granular material according to the size of the modeled object, and reduce the work load according to the size of the modeled object, and the modeled object in a time corresponding to the size. A three-dimensional modeling system capable of modeling can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図6は本発明の三次元造形システムに係る第1実施形態を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1-6 is a figure which shows 1st Embodiment which concerns on the three-dimensional modeling system of this invention.
図1および図2において、本実施形態の三次元造形システム100は、昇降テーブル装置11と、粉粒材料積層装置21と、バインダ噴射装置31と、コントローラ91と、を備えて構築されており、駆動系10の各装置11、21、31を制御系のコントローラ91が統括制御するようになっている。
1 and 2, the three-
この三次元造形システム100は、昇降テーブル装置11の造形テーブル12の上面12a上に、粉粒材料積層装置21から粉粒材料、例えば、造形砂Sを吐出して積層する吐出層Lの一部領域に、バインダ噴射装置31から液状のバインダを噴射して結合固化させる造形処理動作を繰り返す。これにより、造形テーブル12の上面12a上に吐出された造形砂Sの吐出層Lの一部が積層固化されて所望の立体形状の造形物Pに造形される。
This three-
ここで、本実施形態の三次元造形システム100は、例えば、特定樹脂がコーティングされている造形砂Sを用いて、その特定樹脂に反応するバインダをその造形砂Sに向けて噴射することにより、造形テーブル12の上面12a上に積層する吐出層Lの一部領域の造形砂S間を結合固化させて造形物Pを造形する。なお、本発明は、本実施形態のバインダによる結合固化方式に限らず、例えば、熱や光により一部領域を結合固化させて積層することにより立体形状の造形物Pを形成する造形方式に適用してもよい。
Here, the three-
ところで、粉粒材料積層装置21が吐出して積層する造形砂Sは、例えば、砂に加えて、レジン剤や硬化剤などを混練機110により混ぜて一定の粒径になるように練りこんで所望の流動性を有するように調整した後に、後述する投入部41に投入されてホッパ46内に供給される。なお、図2には、混練機110から直接、造形砂Sを投入部41に投入する形態で図示するが、これに限るものではない。例えば、混練機110により調整された造形砂Sは、ベルトコンベアやバケツなどで投入部41に投入するようにしてもよい。また、本実施形態では、特定樹脂コーティングされている造形砂Sをバインダにより結合固化させる場合を一例として説明するが、これに限るものではない。例えば、微細な粒径のケイ砂を造形砂として採用して、そのケイ砂用の連結糊をバインダとして噴射することにより造形物Pを形成するようにしてもよい。
By the way, the modeling sand S discharged and laminated by the granular
昇降テーブル装置11は、造形テーブル12と、この造形テーブル12を収容する枠部材13と、その造形テーブル12を支持する昇降装置14(図2を参照)と、を備えている。造形テーブル12は、造形物Pの平面図における最大外郭が内部に位置するように、短辺12yおよび長辺12xに囲まれている大面積の矩形形状の造形領域Aを確保可能な平坦な上面12aを有している。枠部材13は、造形テーブル12の上下方向への移動を妨げることなく取り囲んで、上面12a上に積層する吐出層Lの造形砂Sが漏れないように、その造形テーブル12の4つの短辺12yおよび長辺12xに沿う壁形状に形成されている。
The
昇降装置14は、造形テーブル12の下部を支持するように枠部材13内に設置されている。この昇降装置14は、後述するコントローラ91からの制御信号に従って上面12aの水平状態を維持したまま造形テーブル12を鉛直方向に昇降させるようになっている。例えば、昇降装置14は、造形制御処理中にコントローラ91から送られてくる制御信号に従って、新たに吐出する造形砂Sの吐出層Lの層厚d(図8を参照)が一定になるように造形テーブル12を精度良く1層分だけ降下させる。なお、本実施形態では、造形テーブル12を降下させて造形砂Sを積層する場合を一例として説明するが、これに限るものではなく、例えば、後述する粉粒材料積層装置21を上昇させて造形砂Sを積層してもよい。しかしながら、枠部材13が粉粒材料積層装置21の移動の妨げになることから本実施形態のように造形テーブル12を昇降させる方が好適である。
The
粉粒材料積層装置21は、造形テーブル12の上面12aに向けて開口する後述の吐出部51の吐出口51oから造形砂Sを吐出して積層するリコータ22と、このリコータ22を支持して造形テーブル12に対する姿勢を維持しつつ上面12aと平行な平面方向に移動させる移動機構25と、を備えている。
The granule
リコータ22は、吐出部51の吐出口51oが造形テーブル12の長辺12xと平行方向に延在して、その吐出口51oの造形テーブル12の上面12aとの離隔間隔が一定になる姿勢で移動機構25に支持されている。このリコータ22は、吐出部51の吐出口51oの長手方向と直交(直角に交差)する造形テーブル12の短辺12yと平行方向に移動機構25により往復移動される。
The
移動機構25は、造形テーブル12の短辺12yの両外側に配置されて平行方向に延在する一対のリコータYレール26と、リコータ22の両端部22aを支持しつつリコータYレール26上に移動自在に設置される一対のリコータYスライダ27と、を備えている。この移動機構25は、後述するコントローラ91からの制御信号に従ってリコータYスライダ27がリコータYレール26上を正逆方向に走行する。
The moving
これにより、粉粒材料積層装置21のリコータ22は、造形テーブル12の長辺12xを跨ぐように横断する状態のまま、その短辺12yの平行方向に移動機構25により往復移動される。このとき、リコータ22は、吐出口51oから造形テーブル12の上面12a上に造形砂Sを吐出させて造形領域Aに一定量の層厚dで積層することができる。
As a result, the
バインダ噴射装置31は、造形テーブル12の上面12aに向くように形成されている不図示の複数の噴射孔から造形砂S用のバインダを噴射する噴射ヘッド32と、この噴射ヘッド32を支持して造形テーブル12に対する姿勢を維持しつつ移動させる移動機構35と、を備えている。
The
噴射ヘッド32は、不図示のタンクから供給される造形砂S用のバインダを噴射孔から噴射するようになっている。この噴射ヘッド32は、噴射孔の造形テーブル12の上面12aとの離隔間隔が一定になる姿勢で移動機構35に支持されている。また、噴射ヘッド32は、その姿勢のまま造形テーブル12の長辺12xと平行方向なX軸方向と、その造形テーブル12の短辺12yと平行方向なY軸方向とに移動機構35により移動される。
The
移動機構35は、造形テーブル12の短辺12yの両外側で移動機構25の一対のリコータYレール26の内側に位置する一対のヘッドYレール36と、噴射ヘッド32を後述のヘッドXレール38およびヘッドXスライダ39を介して支持しつつヘッドYレール36上に移動自在に設置される一対のヘッドYスライダ37と、両端部38aをヘッドYスライダ37に連結支持されるヘッドXレール38と、噴射ヘッド32を支持しつつヘッドXレール38に移動自在に設置されるヘッドXスライダ39と、を備えている。この移動機構35は、後述するコントローラ91からの制御信号に従ってスライダ37、39がレール36、38上をそれぞれ正逆方向に走行する。
The moving
これにより、バインダ噴射装置31の噴射ヘッド32は、造形テーブル12の長辺12xおよび短辺12yを超える位置までそれぞれの平行方向に移動機構35により往復移動される。このとき、噴射ヘッド32は、噴射孔から造形テーブル12の上面12a上の平面方向に広がる造形領域Aの一部領域にバインダの一定量を噴射することにより、積層される層厚dの造形砂Sを結合固化させることができる。すなわち、バインダ噴射装置31が固化装置を構成している。
Thereby, the
そして、粉粒材料積層装置21のリコータ22は、投入部41と、貯留部45と、吐出部51と、を備えて構築されている。
The
投入部41は、リコータ22の長さ方向の片側に設置されて、貯留部45の後述のホッパ46内に連通する投入口41iが上方に向かって開口している。この投入部41は、混練機110で調整された造形砂Sを投入口41iから投入されて貯留部45(ホッパ46)内に供給する。
The charging
貯留部45は、ホッパ46と、フィーダ47と、残量センサ48と、を備えている。
The
ホッパ46は、造形テーブル12の長辺12xと同等の長さを有するブロック形状のリコータ22の本体部材22Bの上部側に形成されている。ホッパ46は、造形テーブル12の長辺12xと同等の長さで短辺12yの方向に幅狭となる長尺な開口46iが上方に向かって開放されている。
The
このホッパ46は、図3に示すように、開口46iから下方に連続する収容空間46sを有して、その収容空間46s内に造形砂Sを収容する。このホッパ46の収容空間46sは、造形テーブル12の短辺12yと平行な縦断面形状がその短辺12y方向の中央に向かって絞られる逆三角形に形成されて、その逆三角形の最下の位置に造形砂Sの流出溝46bが形成されている。
As shown in FIG. 3, the
フィーダ47は、シャフト47aと、螺旋板47bとを備えて、ホッパ46の収容空間46s内に横臥するように設置されているスクリュー型のコンベア(オーガー装置とも称される)構造に構成されている。フィーダ47のシャフト47aは、ホッパ46の長さ方向に延在して収容空間46s内で回転するように不図示の軸受により支持されて、一端側に取り付けられているモータ47cにより回転される。また、フィーダ47の螺旋板47bは、そのシャフト47aの周りで螺旋状に周回する形状に形成されて固定されている。
The
残量センサ48は、投入口41iから離隔する反対側のホッパ46上部に設置されている。この残量センサ48は、そのホッパ46内に溜まっている造形砂Sの貯留量として、その造形砂Sの上面位置の高さを検出する。この残量センサ48は、後述するコントローラ91に検出信号を送出可能に接続されている。
The remaining
これにより、貯留部45のフィーダ47は、後述するコントローラ91から受け取る残量センサ48のセンサ信号(検出情報)に基づく制御信号に従ってモータ47cが正逆駆動されてシャフト47a周りの螺旋板47bが回転される。このとき、フィーダ47は、回転する螺旋板47bがホッパ46の収容空間46s内に貯留されている造形砂Sをその回転方向に応じて押し出すようにして移送させることができ、投入口41iから投入される造形砂Sをホッパ46の長手方向に略均等になるように均すことができる。
As a result, the
吐出部51は、吐出通路52と、バイブレータ53と、均し部54と、を備えている。
The
吐出通路52は、図3に示すように、リコータ22の本体部材22Bの下部に形成されている。吐出通路52は、貯留部45のホッパ46の下部に位置して流出溝46bから連続するように形成されている。
As shown in FIG. 3, the
この吐出通路52は、そのホッパ46の収容空間46sの造形テーブル12の長辺12xの方向に同等の長さ(幅)を有するように形成されて、リコータ22の下部に開口する長尺形状の吐出部51の吐出口51oに連続する形状に作製されている。すなわち、吐出部51は、貯留部45のホッパ46に同等の長さ(幅)に形成されている吐出通路52が連続することにより、そのホッパ46内に貯留する造形砂Sを造形テーブル12の上面12a上に長辺12xと同等の幅で吐出口51oから吐出させて吐出層Lを形成可能に構成されている。
The
この吐出通路52は、貯留部45のホッパ46の最下の流出溝46bに同一幅で連続して下方に延在する第1降下通路52aと、この第1降下通路52aに連続して直角方向に屈折することにより水平方向に延在する水平通路52bと、この水平通路52bに連続して直角方向に屈折することにより下方に延在する第2降下通路52cと、を備えるように形成され、その第2降下通路52cが本体部材22Bの下面51uに向かって降下することにより吐出口51oとして開口している。
The
このような構造により、吐出通路52は、ホッパ46内に貯留する造形砂Sが流出溝46bから自重により第1降下通路52aに流出し降下しても、その先の直角に屈折する水平通路52b内を造形砂Sが制限なく進んでしまうことを抑制することができる。
With such a structure, even if the modeling sand S stored in the
バイブレータ53は、本体部材22Bにおける吐出部51の長手方向の両端側外面51sのそれぞれに固定されて、貯留部45のホッパ46の下部の吐出通路52に振動を入力する。このバイブレータ53は、後述するコントローラ91に接続されて、駆動電流の入力と遮断が切り換えられることにより駆動を制御されるようになっている。
The
これにより、吐出部51では、バイブレータ53が適宜駆動されて振動入力されることにより、ホッパ46の流出溝46bから吐出通路52の第1降下通路52aを介して水平通路52b内に降下する造形砂Sがその振動入力により水平方向に進行されて第2降下通路52c内に流入される。このため、吐出部51では、バイブレータ53が適宜振動または停止されることにより、ホッパ46内に貯留されている造形砂Sが吐出通路52の第1降下通路52a、水平通路52bおよび第2降下通路52cを経由されて、その第2降下通路52cの終端出口の吐出口51oから所望量に調整されつつ吐出される。
As a result, in the
均し部54は、吐出部51の吐出口51oの開口する本体部材22Bの下面51uの片側に隣接する箇所に段差が形成されて、鉛直壁54vと、下面54uとを備えることにより構成されている。この段差形状の均し部54は、本体部材22Bの下面51uで開口する吐出口51oの長手方向に延在している。この均し部54の鉛直壁54vは、その下面51uのレベルよりも造形テーブル12の上面12aに近接する方向に降下する形状に形成され、下面54uは、その鉛直壁54vの下辺レベルのまま吐出口51oから離隔する方向に延長されて造形テーブル12の上面12aに対面する形状に形成されている。なお、本実施形態では、リコータ22の本体部材22Bに均し部54を一体に形成する場合を一例に説明するが、これに限るものではない。例えば、均し部をリコータ22と同様の方向に往復移動する単独のブレードなどで構成することにより、造形テーブル12の上面12a上の造形砂Sを掻き均して一定の層厚dに平坦化するようにしてもよい。
The leveling
これにより、均し部54は、リコータ22の吐出部51と一体に移動することによって、造形テーブル12の上面12a上に吐出された余分な造形砂Sを鉛直壁54vにより掻き寄せることができ、造形領域Aの造形砂Sが下面54uと造形テーブル12の上面12aとの離隔間隔に一致する層厚dで均一に均されて平坦化される。
Thereby, the leveling
そして、コントローラ91は、予めメモリ92内に格納されている制御プログラムを実行して三次元造形システム100の駆動系10を構成する昇降テーブル装置11、粉粒材料積層装置21、およびバインダ噴射装置31を統括制御し駆動させることにより造形物Pを作製するようになっている。
Then, the
具体的に、図4に示すように、コントローラ91は、オペレータが各種入力操作をする操作パネル95を備えている。コントローラ91は、その操作パネル95からの入力操作に従って、接続されている不図示のコンピュータから立体データを受け取って、あるいは、セットされる不図示のメディアから選択された立体データを読み出してメモリ92内に格納する。コントローラ91は、メモリ92内に格納する立体データから造形物Pの層厚d毎の造形物固化領域Hp(図5を参照)を、造形テーブル12の上面12a上の造形領域Aの造形砂Sに形成するための横断面形状データを作成してそのメモリ92内に格納(設定)する。すなわち、コントローラ91が本発明の固化領域設定部を構成している。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
このコントローラ91は、そのメモリ92内の造形物Pの層厚d毎の横断面形状データに基づいて駆動系10の各装置11、21、31を統括制御することにより、造形砂Sの造形領域A内に造形物固化領域Hpを形成する造形処理作業を繰り返して所望の造形物Pを造形する。なお、本実施形態では、メモリ92内に造形物Pの立体データを格納して、コントローラ91が層厚d毎の造形物固化領域Hpとする横断面形状データを作成してメモリ92内に格納する場合を一例にして説明するが、これに限るものではない。例えば、予め作成されている造形物Pの立体データの横断面形状データや層厚dなどの必要なデータを受け取ってメモリ92内に格納し造形処理作業を実行するようにしてもよい。
The
昇降テーブル装置11は、造形テーブル12の上面12aの高さを検出する高さセンサ96を含む各種センサが設置されている。高さセンサ96を含む各種センサは、センサ信号を送出可能にコントローラ91に接続されている。
The
コントローラ91は、バインダ噴射装置31による後述のバインダの噴射処理後に、メモリ92内に設定されている層厚d分だけ造形テーブル12を降下させる駆動信号を昇降装置14に送って駆動させる。コントローラ91は、昇降テーブル装置11の高さセンサ96のセンサ信号から造形テーブル12の層厚d分の降下が完了したことを把握(取得)したときに、昇降装置14に停止信号を送って停止させる。
The
粉粒材料積層装置21は、残量センサ48と、移動機構25のリコータYレール26上のリコータYスライダ27の位置を検出するエンコーダなどのリコータY位置センサ97とが他の各種センサと共に設置されている。リコータY位置センサ97および残量センサ48を含む各種センサは、センサ信号を送出可能にコントローラ91に接続されている。
In the powder
コントローラ91は、昇降テーブル装置11の造形テーブル12の層厚d分の降下後に、移動機構25のリコータYレール26上のリコータYスライダ27を予め設定されている吐出用速度で吐出方向に走行させるとともにバイブレータ53を振動させる。
The
これにより、リコータ22がホームポジションHrから造形領域Aを超える終点位置まで移動される際に、吐出部51の吐出口51oから造形砂Sが造形テーブル12の上面12a上に吐出される。
Thereby, when the
このコントローラ91は、粉粒材料積層装置21のリコータY位置センサ97のセンサ信号からリコータ22が造形テーブル12上の造形領域Aを超えるまで移動したことを把握したときに、移動機構25のリコータYレール26上のリコータYスライダ27を予め設定されている均し速度で吐出方向と逆方向に走行させる。
The
これにより、リコータ22が終点位置からホームポジションHrまで戻される際に、造形テーブル12の上面12a上にある程度の厚さで吐出されている造形砂Sが均し部54の鉛直壁54vにより掻き寄せられつつその下面54uの造形テーブル12の上面12aとの間の離隔間隔の層厚dに均一に均されて平坦化される。すなわち、コントローラ91が移動制御部を構成している。
Thereby, when the
このとき、コントローラ91は、粉粒材料積層装置21の残量センサ48のセンサ信号からホッパ46内に貯留する造形砂Sの高さが予め設定されている補充閾値を下回ることを把握したときに、フィーダ47を回転駆動させて螺旋板47bにより造形砂Sの高さを概略均等に調整する制御動作を実行する。このコントローラ91は、そのフィーダ47による造形砂Sを均す制御動作の実行後にも、残量センサ48の検出するセンサ信号から造形砂Sの高さが補充閾値を下回ると判断した場合には、造形砂Sの補充が必要なことをオペレータに報知する、例えば、不図示の補充ランプを点滅させてその補充作業を促す。
At this time, when the
バインダ噴射装置31は、移動機構35のヘッドYレール36上のヘッドYスライダ37の位置を検出するエンコーダなどのヘッドY位置センサ98と、移動機構35のヘッドXレール38上のヘッドXスライダ39の位置を検出するエンコーダなどのヘッドX位置センサ99と、が他の各種センサと共に設置されている。ヘッドY位置センサ98およびヘッドX位置センサ99を含む各種センサは、センサ信号を送出可能にコントローラ91に接続されている。
The
コントローラ91は、造形テーブル12の上面12a上に造形砂Sを吐出積層したリコータ22をホームポジションHrに戻した後に、移動機構35のヘッドYスライダ37とヘッドXスライダ39とを予め設定されている噴射用速度でX軸方向とY軸方向とに走行させて噴射ヘッド32の噴射孔からバインダを噴射させる。このとき、コントローラ91は、造形テーブル12の上面12a上に積層されている造形砂Sの最上層における造形物Pの横断面形状データに対応する造形物固化領域Hpにバインダを噴射させる。
The
このコントローラ91は、ヘッドY位置センサ98とヘッドX位置センサ99とのセンサ信号から噴射ヘッド32がその造形物固化領域Hpからメモリ92内に予め設定されているオーバ距離だけ超える位置まで移動したことを把握したときに、ヘッドYスライダ37とヘッドXスライダ39とを予め設定されている戻し速度で走行させて噴射ヘッド32をホームポジションHhに戻す。
This
これにより、造形テーブル12の上面12a上に吐出されて積層される造形砂Sの最上層における造形物固化領域Hpが結合固化されて、バインダ噴射装置31による造形砂Sの層厚dの1層分のバインダの噴射処理が終了される。
As a result, the molded object solidified region Hp in the uppermost layer of the modeling sand S discharged and stacked on the
そして、コントローラ91は、このように造形砂Sを造形テーブル12の上面12a上に吐出積層して結合固化させる工程を繰り返すことにより、その造形砂Sの層厚d毎の造形物固化領域Hpを積層した造形物Pを造形し、この一連の造形作業処理を終了する。この造形物Pは、未固化の造形砂Sd内に形成されている。
And the
このようにして、粉粒材料積層装置21は、図5(a)に示すように、リコータ22をY軸方向に往復移動させることにより、昇降テーブル装置11の造形テーブル12上にそのリコータ22から造形砂Sを吐出させて均一な層厚dで積層することができる。また、バインダ噴射装置31は、図5(b)に示すように、その造形テーブル12上の造形砂Sの造形領域A内の造形物固化領域Hpに、X軸方向とY軸方向とに移動する噴射ヘッド32からバインダを噴射させて結合固化させることができる。この結果、三次元造形システム100は、造形砂Sの吐出積層工程と結合固化工程とを、造形テーブル12を層厚dで降下させつつ繰り返すことにより、未固化の造形砂Sd内に固化させた造形砂Spを積層して立体形状の造形物Pを造形することができる。
In this way, as shown in FIG. 5A, the powder
さらに、本実施形態のリコータ22は、貯留部45のホッパ46の収容空間46s内に開口46i側から1つ以上の栓部材49を着脱自在にセット可能に備えている。栓部材49は、ホッパ46の収容空間46sの下部に概略一致する縦断面逆三角形の柱状に形成されている。栓部材49は、ホッパ46の収容空間46s内のフィーダ47の螺旋板47bよりも下方に嵌め込んで、その収容空間46sの最下の流出溝(開口)46bの一部を閉止するように作製されている。
Furthermore, the
これにより、栓部材49は、ホッパ46に嵌め込んでセットすることによって、フィーダ47による作業を妨げることなく、その収容空間46s内に貯留する造形砂Sを流出させる流出溝46bを閉じることができる。このため、栓部材49は、造形テーブル12の上面12a上に吐出口51oから造形砂Sを吐出する範囲を、例えば、造形テーブル12の上面12a上の造形領域A内の造形物固化領域Hpを超える程度に狭める(吐出範囲を制限する)ことができる。
Thereby, the
このように、本実施形態の三次元造形システム100にあっては、リコータ22のホッパ46内に栓部材49をセットすることにより、図6に示すように、造形テーブル12の上面12a上への造形砂Sの吐出範囲を造形物固化領域Hp程度に制限することができる。このため、造形テーブル12の上面12a上に吐出して積層する造形砂Sの吐出量を造形物Pの大きさに応じた適正量にすることができ、造形テーブル12の上面12a上の造形領域Aの全面に造形砂Sを吐出して積層する場合よりも、未固化状態の造形砂Sdの回収量を大幅に低減することができる。
Thus, in the
この結果、造形物Pの大きさに応じた適正量の造形砂Sを用いる造形作業を実現することができ、造形物の大きさに応じた積層固化などの作業負荷に軽減して、その大きさに見合った時間で造形物を造形可能な三次元造形システムを提供することができる。 As a result, a modeling work using an appropriate amount of modeling sand S according to the size of the modeled object P can be realized, and the size can be reduced to a work load such as lamination and solidification according to the size of the modeled object. It is possible to provide a three-dimensional modeling system capable of modeling a modeled object in a time commensurate with the time.
次に、図7および図8は本発明の三次元造形システムに係る第2実施形態を説明する図であり、図9はその三次元造形システムを用いる本発明の三次元造形方法に係る一実施形態を説明する図である。ここで、本実施形態は、上述実施形態と略同様に構成されていることから、図面を流用して同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。 Next, FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams illustrating a second embodiment according to the three-dimensional modeling system of the present invention, and FIG. 9 is an embodiment according to the three-dimensional modeling method of the present invention using the three-dimensional modeling system. It is a figure explaining a form. Here, since the present embodiment is configured in substantially the same manner as the above-described embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations using the drawings, and the characteristic portions will be described.
図1および図4において、本実施形態における三次元造形システム100のコントローラ91は、造形物Pの造形物固化領域Hpの外側に壁形状物Wを造形する壁形状物固化領域Hwの横断面形状データも、受け取る造形物Pの立体データに基づいて各層毎に作成しメモリ92内に格納(設定)するようになっている。この壁形状物Wは、造形物Pに隣接してバインダにより結合固化されることなく非固化状態で積層される造形砂Sを貯留するように、造形物Pと一緒に層厚dで積層される。
In FIG. 1 and FIG. 4, the
ここで、コントローラ91は、造形テーブル12の上面12a上の造形領域Aにおける壁形状物Wの形成位置が予め設定されている近接閾値よりも枠部材13に接近している場合には、その近接箇所以外の壁形状物Wが枠部材13に連続するように形成する。すなわち、枠部材13が壁形状物Wとして機能することから、図7に破線で示すその近接箇所での壁形状物Wの造形処理は省略する。
Here, when the formation position of the wall-shaped object W in the modeling area A on the
このコントローラ91は、粉粒材料積層装置21のリコータY位置センサ97のセンサ信号からリコータ22が造形テーブル12上のY軸方向における壁形状物固化領域Hwからメモリ92内に予め設定されているオーバ距離だけ超える位置まで移動したことを把握したときに、リコータYスライダ27を均し速度で吐出方向と逆方向に走行させる。
The
そして、コントローラ91は、メモリ92内の制御プログラムを実行して、図9のフローチャートに示す三次元造形方法を実施することにより、造形物Pを造形するようになっている。
Then, the
詳細に、まずは、コントローラ91は、メモリ92内に造形物Pの立体データと層厚dと共に、その層厚d毎に積層する造形物固化領域Hpに壁形状物固化領域Hwを加えた各層毎の横断面形状データを格納するなどの準備処理を行う(ステップS11)。
Specifically, first, the
次いで、コントローラ91は、造形テーブル12の上面12aの造形領域Aにおける造形物固化領域Hpと壁形状物固化領域Hwとの最外郭までの範囲に、造形砂Sを吐出することを妨げることのない(その最外郭まで造形砂Sを吐出可能な)栓部材49のセットの要否と共にその種別の指示を操作パネル95に表示出力する(ステップS12)。
Next, the
ここで、コントローラ91は、造形物固化領域Hpおよび壁形状物固化領域Hwの最外郭から造形テーブル12の上面12aの長辺12xまでの最短の間隔が予めメモリ92内に設定されている要否閾値よりも大きい場合に、その間隔に応じた長さの種別の栓部材49のセットを指示する。なお、本実施形態では、壁形状物Wを形成する造形作業処理を説明する。
Here, the
この後に、コントローラ91は、その操作パネル95での指示表示に従う栓部材49のセットなどの作業後に行われるオペレータによる造形作業開始の指示入力を繰り返し確認する(ステップS13)。
Thereafter, the
ステップS13において、オペレータによる造形作業開始の指示入力を確認したコントローラ91は、メモリ92内の造形物Pの未処理の最下層の横断面形状データを読み出して造形テーブル12の上面12aにおける造形領域Aに造形物固化領域Hpとして設定する(ステップS14)。
In step S <b> 13, the
次いで、コントローラ91は、メモリ92内の壁形状物Wの未処理の最下層の横断面形状データを読み出して造形テーブル12の上面12aにおける造形領域Aに壁形状物固化領域Hwとして設定する(ステップS15)。
Next, the
次いで、コントローラ91は、粉粒材料積層装置21のリコータ22をホームポジションHrから造形テーブル12上の造形領域AのY軸方向に走行させて壁形状物固化領域Hwからメモリ92内のオーバ距離だけ超えた後に逆方向に走行させてホームポジションHrに戻すことにより造形砂Sの吐出積層作業を行う(ステップS16)。このとき、コントローラ91は、リコータ22のホームポジションHrからの走行開始時に、バイブレータ53を起動して吐出部51の吐出口51oから造形テーブル12の上面12a上に造形砂Sを吐出させる。この後に、コントローラ91は、そのリコータ22のホームポジションHPへの戻り走行時に、造形テーブル12の上面12a上の造形砂Sを均し部54の鉛直壁54vにより掻き寄せつつ下面54uとの間の離隔間隔の層厚dで均一になるように均して平坦化させる。
Next, the
次いで、コントローラ91は、バインダ噴射装置31の噴射ヘッド32をホームポジションHhから造形テーブル12の上面12a上の造形領域AのX軸方向とY軸方向とに走行させつつ、その噴射ヘッド32からバインダを噴射させて造形物固化領域Hpと壁形状物固化領域Hwとの造形砂Sの結合固化作業を行う(ステップS17)。このとき、コントローラ91は、噴射ヘッド32をホームポジションHhから走行開始させてメモリ92内の未処理の最下層の造形物固化領域Hpと壁形状物固化領域Hwへのバインダの噴射処理が終了した後に、その噴射ヘッド32を逆方向に走行させてホームポジションHhに戻す。
Next, the
この後に、コントローラ91は、メモリ92内に未処理の造形物固化領域Hpと壁形状物固化領域Hwの横断面形状データが残っているか否か確認して(ステップS18)、残っている場合には、ステップS14に戻って同様の制御処理を繰り返し、また、残っておらず造形物Pの立体データの造形処理が完了している場合には、操作パネル95にその旨を表示出力して(ステップS19)、この制御処理を終了する。
Thereafter, the
これにより、栓部材49がリコータ22の吐出口51oから造形テーブル12の上面12a上に造形砂Sを吐出する範囲を造形物固化領域Hpの外側の壁形状物固化領域Hwを超える程度に制限するのに併せて、コントローラ91は、造形物固化領域Hpの外側の壁形状物固化領域Hwを超える程度の範囲でリコータ22を往復移動させることにより吐出口51oからの造形砂Sの吐出量を大幅に削減することができる。
Accordingly, the range in which the
このとき、コントローラ91は、造形物固化領域Hpに加えて壁形状物固化領域Hwを形成して造形物Pの外側の壁形状物Wとの間に未固化状態の造形砂Sを貯留可能にする。このため、造形物固化領域Hpの造形砂Sの形状を維持するための傾斜面、所謂、法面形状を必要とすることなく、造形物固化領域Hpの造形砂Sが崩れるのを壁形状物Wにより効果的に回避することができ、リコータ22の往復する範囲を小さくしつつ栓部材49による吐出制限範囲を大きくとって、造形砂Sの吐出量を大幅に低減することができる。
At this time, the
このように、本実施形態の三次元造形システム100やこれを用いる三次元造形方法にあっては、上述の第1実施形態の作用効果に加えて、粉粒材料積層装置21のリコータ22による造形砂Sの吐出量をより削減して、固化させる必要のない造形砂Sdの回収量をさらに低減することができる。
Thus, in the three-
さらに、造形物Pの外側の造形砂Sが崩れるのを回避する法面の傾斜角度などを考慮する作業を必要とすることなく、造形物固化領域Hpに加えて壁形状物固化領域Hwを簡易に加えて造形作業を実行することができる。 Furthermore, the wall-shaped object solidified area Hw can be simplified in addition to the molded object solidified area Hp without requiring an operation that considers the inclination angle of the slope to avoid the collapse of the molded sand S outside the modeled object P. In addition to this, modeling work can be executed.
この結果、造形物Pの大きさに応じた、より適正量の造形砂Sを用いる造形作業を実現するのに加えて、造形作業を簡易にして、作業負荷をより軽減することのできる三次元造形システムや三次元造形方法を提供することができる。 As a result, in addition to realizing the modeling work using a more appropriate amount of modeling sand S according to the size of the modeled product P, the three-dimensional can simplify the modeling work and further reduce the work load. A modeling system and a three-dimensional modeling method can be provided.
ここで、本実施形態の他の態様としては、リコータ22の吐出口51oに連通するホッパ46の流出溝46bの片側1箇所にセットする1つの栓部材49により造形砂Sの吐出範囲(開口)の一部を閉じる場合を一例にして説明するが、これに限るものではない。栓部材としては、その流出溝46bの長手方向の複数個所にセットして一部開口を閉じるようにしてもよい。例えば、図10に示すように、造形テーブル12の上面12a上の中央付近に造形物Pを形成して、その両側に壁形状物Wを形成する場合に、リコータ22のホッパ46の流出溝46bの両側に栓部材をセットすることにより、枠部材13に近接する側の一部を閉じるようにしてもよい。
Here, as another aspect of the present embodiment, the discharge range (opening) of the modeling sand S by one
なお、栓部材は、長さ等の異なる複数種類を備えて、適宜、選択して組み合わせて利用すればよく、例えば、短尺な栓部材の端部同士を連結状態に連続させてセットしてもよく、リコータ22の吐出口51oの造形砂Sの吐出範囲の制限も、適宜、余裕を持って設定するようにすればよい。
Note that the plug member has a plurality of types having different lengths, etc., and may be appropriately selected and used in combination. For example, the end portions of the short plug member may be set in a connected state. The limit of the discharge range of the modeling sand S at the
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
12 造形テーブル
12a 上面
13 枠部材
22 リコータ
25、35 移動機構
31 バインダ噴射装置(固化装置)
32 噴射ヘッド
45 貯留部
46 ホッパ
46b 流出溝(開口)
47 フィーダ
49 栓部材
51o 吐出口
52 吐出通路
53 バイブレータ
54 均し部
54u 下面
54v 鉛直壁
91 コントローラ(移動制御部、固化領域設定部)
92 メモリ
95 操作パネル
100 三次元造形システム
A 造形領域
d 層厚
Hp 造形物固化領域
Hw 壁形状物固化領域
L 吐出層
P 造形物
S、Sd、Sp 造形砂
W 壁形状物
12 Modeling table
32
47
92
Claims (7)
前記造形テーブルの上面上に長尺形状の吐出口から前記粒状材料を吐出して層状に重ねるリコータと、
前記リコータを前記吐出口の長手方向と交差して前記造形テーブルの上面に平行な平面方向に往復移動させる移動機構と、
前記造形テーブルの上面上に層状に重ねられる前記粒状材料の当該造形テーブルの上面の平面方向における一部領域を固化させる固化装置と、
前記リコータの前記吐出口の長手方向の1箇所以上で開口の一部を閉じて前記粒状材料の吐出範囲を制限する取り外し可能な栓部材と、を備え、
前記リコータは、前記粒状材料を貯留するホッパと、前記ホッパから前記吐出口に続く前記粒状材料の吐出通路と、前記吐出通路に振動を入力するバイブレータと、を有し、
前記吐出通路は、前記ホッパから前記吐出口に前記粒状材料を降下させる通路の途中に、当該粒状材料を水平方向に進ませる通路が形成されている、三次元造形システム。 It is a three-dimensional modeling system that forms a modeled object by solidifying and laminating a part of the granular material layered on the upper surface of the modeling table,
A recoater for discharging the granular material from a long discharge port on the top surface of the modeling table and stacking it in layers;
A moving mechanism for reciprocating the recoater in a plane direction crossing the longitudinal direction of the discharge port and parallel to the upper surface of the modeling table;
A solidification device that solidifies a partial region in the plane direction of the upper surface of the modeling table of the granular material that is layered on the upper surface of the modeling table;
E Bei and a plug member removable to limit the discharge range of said particulate material wherein the discharge port in the longitudinal direction of one or more positions to close the part of the opening of the recoater,
The recoater includes a hopper that stores the granular material, a discharge passage of the granular material that continues from the hopper to the discharge port, and a vibrator that inputs vibration to the discharge passage.
The three-dimensional modeling system, wherein the discharge passage is formed with a passage for moving the granular material in the horizontal direction in the middle of the passage for lowering the granular material from the hopper to the discharge port .
前記固化領域設定部は、前記造形物の固化領域に加えて、該造形物の固化領域の外側に、当該造形物に隣接して非固化状態で積層される前記粒状材料を貯留する壁形状物の固化領域が設定される、請求項1に記載の三次元造形システム。 A solidification area setting unit for setting a solidification area of each layer of the granular material;
In addition to the solidified region of the modeled object, the solidified region setting unit stores the granular material stacked in a non-solidified state adjacent to the modeled object outside the solidified region of the modeled product. The three-dimensional modeling system according to claim 1, wherein a solidification region is set.
前記移動制御部は、前記吐出口が前記壁形状物の固化領域を予め設定されている距離だけ越える範囲内で往復するように前記リコータを移動させるように構成されている、請求項2に記載の三次元造形システム。 A movement control unit for controlling the movement mechanism;
The said movement control part is comprised so that the said recoater may be moved so that the said discharge port may reciprocate within the range exceeding the solidification area | region of the said wall-shaped thing by the preset distance. 3D modeling system.
前記造形テーブルの上面上に一定の厚さの層状に形成された前記粒状材料に、前記造形物とする造形物固化領域と、当該造形物固化領域の外側に隣接して非固化状態で積層される前記粒状材料を貯留する壁形状物とする壁形状物固化領域と、を前記固化装置により形成し、
前記造形物固化領域と一緒に前記壁形状物固化領域を積層することにより前記造形物と前記壁形状物とを形成する、三次元造形方法。 A three-dimensional modeling method for forming the modeled object using the three-dimensional modeling system according to any one of claims 1 to 5 ,
The granular material formed in a layer with a certain thickness on the upper surface of the modeling table is laminated in a non-solidified state adjacent to the molded object solidified area as the modeled object and the outside of the modeled object solidified area. Forming a wall-shaped object solidified region as a wall-shaped object for storing the granular material with the solidifying device,
A three-dimensional modeling method of forming the modeled object and the wall-shaped object by laminating the wall-shaped object solidified area together with the modeled object solidified area.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016157955A JP6443410B2 (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | 3D modeling system and 3D modeling method |
DE102017213546.8A DE102017213546B4 (en) | 2016-08-10 | 2017-08-04 | 3D MOLDING DEVICE AND 3D MOLDING PROCESS |
US15/671,752 US10414093B2 (en) | 2016-08-10 | 2017-08-08 | Three-dimensional molding device and three-dimensional molding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016157955A JP6443410B2 (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | 3D modeling system and 3D modeling method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018024183A JP2018024183A (en) | 2018-02-15 |
JP6443410B2 true JP6443410B2 (en) | 2018-12-26 |
Family
ID=61018556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016157955A Expired - Fee Related JP6443410B2 (en) | 2016-08-10 | 2016-08-10 | 3D modeling system and 3D modeling method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10414093B2 (en) |
JP (1) | JP6443410B2 (en) |
DE (1) | DE102017213546B4 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10322543B2 (en) * | 2014-03-31 | 2019-06-18 | Cmet Inc. | Three-dimensional molding device |
US11273495B2 (en) * | 2017-10-02 | 2022-03-15 | General Electric Company | Modified frame and recoating system |
DE102018102753A1 (en) * | 2018-02-07 | 2019-08-08 | Exone Gmbh | 3D PRINTER AND GENERIC MANUFACTURING PROCESS |
FR3080796B1 (en) * | 2018-05-03 | 2020-04-17 | Addup | ADDITIVE MANUFACTURING MACHINE COMPRISING A POWDER DISPENSING DEVICE BY SCREW DOSER ON A MOBILE SURFACE |
CN108555299B (en) * | 2018-06-20 | 2024-03-19 | 华中科技大学 | Powder spreading device suitable for advanced laser manufacturing, system and method thereof |
EP3755521B1 (en) * | 2018-07-26 | 2023-02-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Layering of a three-dimensional object |
JP6545411B1 (en) * | 2019-02-13 | 2019-07-17 | 株式会社松浦機械製作所 | Method of forming a three-dimensional object |
CN110001055A (en) * | 2019-04-01 | 2019-07-12 | 共享智能铸造产业创新中心有限公司 | 3D printing equipment and 3D printing method |
US11312076B2 (en) | 2019-09-23 | 2022-04-26 | The Boeing Company | Apparatuses for additively manufacturing an object from a powder material |
CN110962341A (en) * | 2019-12-23 | 2020-04-07 | 安徽省春谷3D打印智能装备产业技术研究院有限公司 | 3D prints with material device that spouts that conveniently adjusts |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010020418A1 (en) | 2010-05-12 | 2011-11-17 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Apparatus and method for the generative production of a three-dimensional object with construction panel boundary |
DE102011007957A1 (en) * | 2011-01-05 | 2012-07-05 | Voxeljet Technology Gmbh | Device and method for constructing a layer body with at least one body limiting the construction field and adjustable in terms of its position |
US10322543B2 (en) | 2014-03-31 | 2019-06-18 | Cmet Inc. | Three-dimensional molding device |
JP5717900B1 (en) | 2014-05-15 | 2015-05-13 | 株式会社ソディック | Manufacturing equipment for three-dimensional layered objects |
EP3085517B1 (en) * | 2015-02-27 | 2019-05-22 | Technology Research Association For Future Additive Manufacturing | Powder recoater |
WO2017040521A1 (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | The Exone Company | Selectively activated mesh discharge powder recoater for three-dimensional printing |
-
2016
- 2016-08-10 JP JP2016157955A patent/JP6443410B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-08-04 DE DE102017213546.8A patent/DE102017213546B4/en not_active Expired - Fee Related
- 2017-08-08 US US15/671,752 patent/US10414093B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102017213546A1 (en) | 2018-02-15 |
US10414093B2 (en) | 2019-09-17 |
US20180043616A1 (en) | 2018-02-15 |
JP2018024183A (en) | 2018-02-15 |
DE102017213546B4 (en) | 2021-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6443410B2 (en) | 3D modeling system and 3D modeling method | |
KR20160102420A (en) | Device and method for 3d printing methods, with accelerated execution | |
ES2354633T3 (en) | PROCESS FOR THE FORMATION OF A THREE-DIMENSIONAL BODY. | |
US10486364B2 (en) | System and method for forming integrated interfaces within a three-dimensionally printed object with different build materials | |
US10744596B2 (en) | Material feeder of additive manufacturing apparatus, additive manufacturing apparatus, and additive manufacturing method | |
US7435072B2 (en) | Methods and systems for producing an object through solid freeform fabrication | |
JP6565486B2 (en) | 3D modeling apparatus, 3D modeling method, program | |
JP6620505B2 (en) | Powder additive manufacturing apparatus and powder layer manufacturing method | |
KR20140061432A (en) | Device for constructing models in layers | |
JP6967141B2 (en) | Coater assembly for 3D printers | |
JP2017087469A (en) | Apparatus for three-dimensional fabrication | |
KR20180016103A (en) | 3D concrete print system | |
JP2017164989A (en) | Device to mold solid molding, program and method to mold solid molding | |
JP2018118501A (en) | Apparatus for creating three-dimensional object, method for creating three-dimensional object, and three-dimensional object | |
JP7193585B2 (en) | Modeled object manufacturing method and modeling apparatus | |
JP2020108975A (en) | Apparatus for three-dimensional fabrication | |
JP2019025729A (en) | Three-dimensional modeling apparatus and modeling method of three-dimensional modeled article | |
JP7114444B2 (en) | 3D printer | |
JP2020147038A (en) | Print head coater module for three-dimensional printer, use of print head coater module and three-dimensional printer including print head coater module | |
JP2015214045A (en) | Three-dimensional molding device, method for controlling three-dimensional molding device, and method for manufacturing three-dimensional article | |
WO2021061161A1 (en) | Build material loading | |
JP2018196966A (en) | Three-dimensional molding device, molding program, and three-dimensional molding production method | |
KR20150115177A (en) | 3D print | |
JP2017159556A (en) | Device for molding three-dimensional modeled product, program, and device for generating data for molding three-dimensional modeled product | |
JP7066597B2 (en) | 3D modeling equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180911 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181016 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181030 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181112 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6443410 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |